在十年多的时间中，移动电话已从一个少见的奢侈品，发展到今日全球有超过十亿的行动用户。虽然语音服务仍是市场上的主要驱动力，不过，市场正快速的朝向语音加数据的新应用模式发展，在这模式中将以封包式（packet-based）的IP网络来取代传统电路交换式（circuit-switched）网络，因为封包式网络才能传送媒介内容和新的应用。

不久之前，手机还只被我们视为是一个方便的通讯工具而已，但在新的网络环境与应用服务下，手机正逐步演变成为一台个人化的多媒体设备。就产品类型来看，包括智能型手机、无线PDA和行动娱乐系统等都是广义的行动设备，而这些高阶设备中很快都会看到多样的多媒体功能和服务，包括自制、寄送和下载影像、视讯和音乐，而下一阶段，将可以期待双向的视讯电话通讯。

其实目前已有一些电话和无线PDA能提供主流操作系统的精简型版本[KH3]、全彩屏幕、内建相机、智能卡和媒体储存端口、音乐播放器和视讯译码器。现在行动用户能接取e-mail和公司内部网络、交换相片以及从网络下载铃声和游戏。在欧洲的一些地方，手机被用来进行在线付款，行动娱乐在日本则很流行，定位服务则在美国逐渐受到重视，因为它能提供安全性、信息和追踪功能。

不仅如此，语音识别、语音导航、文字转语音（text-to-voice）和IP电话等进阶性的语音应用也正在市场上出现，在不远的将来，行动用户将能以视讯的方式监看自己的家、小孩和交通路线，也能以视频剪辑的形式收到多媒体的信息，例如新闻、运动快讯以及音乐、电视和电影的预告片等等。

今日的行动多媒体需求

然而，要实现这种多媒体的功能，行动设备需要能执行庞大的数据量和繁重的运算工作，这得靠高效能的处理器并搭配大容量的内存才能达成。行动平台也得支持包括照相、彩色显示、TV输出、IrDA、Bluetooth、USB、音频和多种型式的记忆卡，以及传统式键盘和复杂的无线调制解调器等广泛的接口标准。电力消耗则是另一个关键，它必须够低才能让用户感受到电池寿命和以前一样或更好。

数字版权管理（DRM）和电子付款也是不可忽视的应用需求，因此，提供一个适当的安全架构是很必要的。此外，要让行动用户愿意停留在小小的手机窗口上，行动设备还得具备更直觉化的使用接口，并为这个窗口量身订制合适的多媒体内容。

因此，多媒体处理器平台俨然成为今日手机设计的一大关键议题。一般来说，多媒体终端需要的关键IP和组件如下：

《图一 各种多媒体应用接口的交换中心（以Nomadik为例）》

而今日的多媒体处理平台至少需满足以下条件：

《图二 今日多媒体平台需提供延展性的开发效能》

要达成这些复杂的要求，封闭式、专属性的技术环境已显得捉襟见肘。一个完善的多媒体行动终端开发架构除了需设计者更容易进行程序开发外，更应使用非专属（non-proprietary）的CPU、操作系统和无线[KH4]调制解调器（radio modem），让制造商能完全自由的对自己的产品进行差异化设计。而采开开放式的硬件和软件接口，也能激励行动产品和内容的创新。

开放平台策略

因此，愈来愈多制造商开始关切他们使用的开发平台是否会受限于专属的CPU架构或厂商技术。其实不同的设备会有不同的的架构和软件需求，此外，没有人确切知道怎样的产品或服务能成为新行动数据市场的杀手级应用。一个开放式的平台应具备以下条件：

《图三 行动多媒体平台需支持丰富的连接性》

举例来说，采用具有开放性API（application-programming interface）分享架构的好处是显而易见的，除了让制造商能降低开发成本、加速进入市场时程外，也让多媒体的应用能跨越多种提供支持的产品。不过，这种开放性有赖业界厂商的合作，才能定义出标准化的接口。目前业界相当重要的行动产业标准组织，包括3G、MIPI（Mobile Industry Processor Interface）、TCG（Trusted Computing Group）、OMA（Open Mobile Alliance）、OMTP（Open Mobile Terminal Platform）、OpenMAX、Global Platform等。

要让制造商掌握更大的设计弹性，一个先进的开放性平台还得具备一项开发关键，也就是能提供一个高级语言的开发环境。此一作法是将物理层抽象化（abstraction），进而将应用软件从底层的平台架构给分离出来，这让产品能更快速的开发，在平台更新时也不需?牲效能或程序代码的可相互操作性（interoperability）。

这是从上层架构的观点让应用程序代码能以抽象层级来开发，而不用对底层的实体平台做直接的呼叫。这样一来，对于不同或未来的产品，应用功能只需要写一次就够了；不仅如此，这也让制造商能在硬件和软件中对各种功能无缝隙地进行升级，因为对于在运作的应用，这个平台具有通透性。

硬、软件的定位抉择

行动多媒体的应用同时要求高效能和极低耗电，不过这两大需求显然是冲突的。好的压缩需要大量的运算，但要求处理器的速度加快，就会需要更大的耗电量。在160×160的屏幕上进行每秒15个讯框的视频会议，每秒大约得运算13亿次，而多数的PDA显示器使用320×240以上的分辨率，这就需要更高的处理效能。

以较低的频率操作能降低电源消耗，一个降低频率但又不会冲击效能的方式是利用单一指令处理多笔数据（single-instruction-multiple-data；SIMD）的指令作法，并透过它来达成影像编码（image coding）算法的数据级平行运算（data-level parallelism）；另一种方式是采用超长指令集（very-long-instruction-word；VLIW）架构，它能在每个循环中同步执行多个运算动作。有些媒体处理器将主处理器（RISC）和DSP或VLIW核心整合在一起，作为SIMD/Vector引擎。以下将比较数种软硬件搭配的作法。

PC方案

在PC的架构中，其效能和CPU的速度及复杂度几乎是等同的，然而，此架构和单靠电池运作的设备差异甚大，PC能靠频率时速加倍来提升效能，但由于耗电性和处理器的频率是直接成正比的，因此这种作法对行动设备来说并不适用。

纯粹软件方案

在PC中利用软件来进行编译码（codec）也是很常见的，但这样做对行动设备来说有明显的缺点。一般CPU和CPU+DSP的处理器架构每秒需要更高的频率频率来执行更多的运作，当影像质量、讯框速率和电池寿命很重要时，纯粹的软件视讯编码将会感到运算负荷过重。在此情况下，最高阶的行动应用处理器会加入额外的硬件线路和算法协同处理器来获得更佳的视讯处理效率。

对多数的RISC CPU和DSP来说，以汇编语言编译程序（assembler）来进行编码，通常是为了达到需求的效能等级和程序代码的档案大小，对于受限于尺寸与成本的手机行动设备来说更是有必要。然而，如果[KH5]程序代码可移植性（code portability）和快速进入市场（time-to-market）是主要的考虑，汇编语言编译程序会造成很大的工作瓶颈，因此，以C语言为多媒体处理器的嵌入式DSP核心提供完全可程序化特性，将是未来的发展趋势。

纯粹硬件方案

纯粹的硬件作法可以用来执行对CPU或DSP运算来说太耗电的实时工作。硬件线路逻辑可降低频率（耗电）和软件依存度（延迟和降低效能），但付出的代价是软件的可升级性和更长[KH6]的开发周期。

一个更佳的策略

目前的设计挑战是如何在提供卓越的多媒体功能和效能的同时，也能保有低廉的价格、容易开发和最低的耗电。由于单纯的软件或硬件方案都不能完全满足，将两者合并考虑，充分利用两者的优点，如效率和弹性，才是最明智的作法。

软件架构示意图

目前的设计挑战是如何在提供卓越的多媒体功能和效能的同时，也能保有低廉的价格、容易开发和最低的耗电。由于单纯的软件或硬件方案都不能完全满足，将两者合并考虑，充分利用两者的优点，如效率和弹性，才是最明智的作法。

随着各种设计环境的日趋复杂化，以及嵌入式产品对个别应用功能的要求愈来愈高，应用处理器引擎（Application Processor Engine；APE）的概念也就因应而生。在可携式的市场，一直到2002年时，独立式的APE才开始在市场上出现，并率先被高阶的PDA产品采用，在那个时候，手机彩色屏幕才刚导入QCIF分辨率，软件上仍是RTOS的天下，第一个采用开放式操作系统的手机是Nokia的Series60，它在2003年才上市。

为了提供强大的多媒体功能，笔者相信APE将会从行动基频中延革分离出来，也就是未来主流的解决方案将是以开放式操作系统来搭配高效能应用处理器。行动多媒体产品会需要开放性的平台，支持Symbian、微软WinCE或Montavista [mc7]Linux等作业[mc8]系统，其处理器也得具有「独立于调制解调器」（modem-agnostic）的特色，这样一来，就能确保各种服务与应用不会受到无线技术的影响，进而赋与产品更高的可移植性。

行动平台采用弹性智能加速器的分散性处理技术，则能支持延革中的压缩标准，并能传送从智能电话显示屏幕到VGA平面屏幕面板的不同尺寸影像。此外，也需具有「独立于调制解调器」（Modem-agnostic）的特性，这样一来，就能确保各种服务与应用不会受到无线技术的影响，进而赋与产品更高的可移植性。

这种平台提升了行动多媒体效能的标准化程度，也让真正为用户带来实用价值的精巧产品能够实现。不仅如此，开放式的平台采用共享的标准、协议和接口，这会刺激行动应用的创新和市场的成长。

[2] D.A. Smolyansky, Time Domain Network Analysis:Getting S-parameters from TDR/T Measurements - Infiniband PlugFest, 2004＞

下期预告:在了解了行动多媒体处理平台的开放趋势后，下一期将进一步介绍开放式多媒体平台的处理架构，敬请期待。如果说IT（Information Technology；信息技术）界要颁发最速黯淡奖，那么笔者可能会提名InfiniBand，理由是InfiniBand的规格及标准规范自1999年开始起草，2000年正式 发表，之后主力业者纷纷退出。 下期预告:在了解了行动多媒体处理平台的开放趋势后，下一期将进一步介绍开放式多媒体平台的处理架构，敬请期待。InfiniBand：还会有多少人想起我？ 笔记本电脑在数字家庭中的应用你可在「 笔记本电脑在数字家庭中的应用 」一文中得到进一步的介绍。 笔记本电脑在数字家庭中的应用在「行动通讯及数字多媒体风潮的兴起，应用在手持式装置、DVD Player/Recorder、Digital TV sets、STB的影音IC出货成长逐步上扬，此一趋势已促使各大厂商加紧技术规格的开发，也吸引国内IC设计公司投入。」一文为你做了相关的评析。

市场动态

行动装置多媒体技术如果说IT（Information Technology；信息技术）界要颁发最速黯淡奖，那么笔者可能会提名InfiniBand，理由是InfiniBand的规格及标准规范自1999年开始起草，2000年正式 发表，之后主力业者纷纷退出。全球CDMA及其他无线技术创始者暨领导厂商Qualcomm，与全球行动内容传输及因特网接取技术供货商Access共同宣布，Qualcomm的Mobile Station Modem芯片组解决方案将支持Access NetFront行动客户端套件的i-mode Global Profile。InfiniBand：还会有多少人想起我？ Qualcomm与Access携手整合i-mode至MSM芯片组你可在「 美商巨积（LSI Logic）推出通过认证的DSP可授权软硬件平台ZSP，此平台能协助开发新一代数字影音装置，例如移动电话、PDA、数字相机及多媒体广播接收装置等，并支持当中所采用的各种影音编／译码标准。」一文中得到进一步的介绍。 美商巨积（LSI Logic）推出通过认证的DSP可授权软硬件平台ZSP，此平台能协助开发新一代数字影音装置，例如移动电话、PDA、数字相机及多媒体广播接收装置等，并支持当中所采用的各种影音编／译码标准。在「皇家飞利浦电子（Royal Philips Electronics）与ARM日前于法国坎城所举办的3GSM World Congress中宣布，双方已针对领先市场的Nexperia? Cellular System Solution 6120解决方案共同合作推出一套完整的开发工具包。」一文为你做了相关的评析。